[發(fā)明專利]一種多材料3D打印裝置及打印方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202310115084.2
• 申請日: 2023-02-15
• 公開（公告）號: CN116174749A
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 關(guān)杰仁;祝曾瑋;王秋平;王繼遠(yuǎn)
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué);河南金禾智能裝備有限公司
• 主分類號: B22F12/52
• 分類號: B22F12/52;B22F12/67;B22F10/28;B22F10/73;B22F12/30;B22F12/45;B33Y30/00;B33Y10/00;B33Y40/00;B22F12/13;B33Y40/10
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開了一種多材料3D打印裝置，包括由上至下依次設(shè)置的激光源殼體、成型室殼體及裝置底部殼體；所述激光源殼體內(nèi)設(shè)置激光源轉(zhuǎn)換裝置；所述成型室殼體內(nèi)多材料粉末轉(zhuǎn)換裝置和鋪粉裝置；所述裝置底部殼體內(nèi)設(shè)置粉末篩選裝置、粉末收集裝置、成型倉、驅(qū)動倉。實現(xiàn)多種粉末原料轉(zhuǎn)換實時供應(yīng)，降低送粉系統(tǒng)復(fù)雜度；篩選粉末中飛濺顆粒，收集粉末可實時再利用，減少粉末原料投入；根據(jù)材料吸光率轉(zhuǎn)換不同激光源，保證材料完全熔融，提高打印多材料零件質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬3D打印技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多材料3D打印裝置及打印方法。

背景技術(shù)

多材料零件由于兼具多種材料的物理化學(xué)特性，在航空航天、軍工、船舶、車輛、建筑、電子等方面得到了廣泛的運(yùn)用。選區(qū)激光熔融3D打印技術(shù)以其高自由度的技術(shù)特點，成為多材料零件成型的重要解決方案。目前，市面上所使用的選區(qū)激光熔融設(shè)備在單一材料零件方面趨于完善，但對于打印多材料零件需要綜合考慮設(shè)備對多材料的兼容性問題。類比多材料零件增材需求，現(xiàn)有設(shè)備僅能實現(xiàn)一種材料的送粉，對于多種粉末打印需要添加多個粉料倉，不同材料之間轉(zhuǎn)化連貫性差；現(xiàn)有設(shè)備的單激光源打印不同材料時，僅能通過改變激光功率以滿足材料熔融的條件，但不同金屬材料對不同激光源表現(xiàn)出相異的吸收率，僅通過改變單一激光源功率材料無法完全熔融，降低了多材料零件成型質(zhì)量；對于貴金屬粉末打印，現(xiàn)有設(shè)備需要一次性提供滿足打印需求的量，無法將貴金屬重復(fù)利用，增加了打印成本；且打印過程中也要綜合考慮粉末的交叉污染、飛濺顆粒對打印的影響。因此，亟需一種解決多材料3D打印過程中多種粉末輸送鋪粉、不同粉末的篩選分離以及根據(jù)材料特性轉(zhuǎn)換激光源的多材料3D打印裝置。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服背景技術(shù)的不足，本發(fā)明的第一目的是公開一種多材料3D打印裝置；

第二目的是公開基于上述多材料3D打印裝置的打印方法，實現(xiàn)多種粉末原料轉(zhuǎn)換實時供應(yīng)，降低送粉系統(tǒng)復(fù)雜度；篩選粉末中飛濺顆粒，收集粉末可實時再利用，減少粉末原料投入；根據(jù)材料吸光率轉(zhuǎn)換不同激光源，保證材料完全熔融，提高打印多材料零件質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容：本發(fā)明所公開多材料3D打印裝置，包括由上至下依次設(shè)置的激光源殼體、成型室殼體及裝置底部殼體；

所述激光源殼體內(nèi)設(shè)置激光源轉(zhuǎn)換裝置；

所述成型室殼體內(nèi)多材料粉末轉(zhuǎn)換裝置和鋪粉裝；

所述裝置底部殼體內(nèi)設(shè)置粉末篩選裝、粉末收集裝置、成型倉、驅(qū)動倉；

所述多材料粉末轉(zhuǎn)換裝置包括多材料儲粉倉、輸粉管道、送粉管道升降驅(qū)動，所述多材料儲粉倉設(shè)于激光源殼體的頂部，緊貼輸粉管道圓周布設(shè)多個儲粉倉隔倉，每個儲粉倉隔倉頂部均開設(shè)儲粉倉入料口，每個儲粉倉隔倉底部與輸粉管道接觸的位置開設(shè)儲粉倉隔倉出粉口，所述輸粉管道沿圓周對應(yīng)儲粉倉隔倉的角度等梯度高度分別開設(shè)與儲粉倉隔倉出粉口等尺寸的輸粉管道入粉口，所述輸粉管道向下延伸至成型室殼體內(nèi)形成輸粉管道出粉口，所述成型室殼體內(nèi)設(shè)有送粉管道升降驅(qū)動，所述送粉管道升降驅(qū)動上設(shè)有升降驅(qū)動滑桿，所述升降驅(qū)動滑桿與輸粉管道固定，驅(qū)動其在多材料儲粉倉內(nèi)軸向運(yùn)動，使輸粉管道入粉口與儲粉倉隔倉出粉口依次對應(yīng)連通；

所述鋪粉裝置包括鋪粉分料、鋪粉粉倉、刮板、槽口、鋪粉滾軸、鋪粉滑臺支架、步進(jìn)電機(jī)、聯(lián)軸器、滑塊、絲桿、法蘭軸承座、光軸滑臺、底板、成型基板，所述輸粉管道出粉與鋪粉分料器入粉口對應(yīng)，所述鋪粉粉倉位于鋪粉分料器的下方，所述鋪粉粉倉上通過槽口固定刮板，所述鋪粉滾軸設(shè)于鋪粉粉倉底部，所述鋪粉粉倉兩側(cè)固定滑塊，所述鋪粉滑臺支架在鋪粉粉倉兩側(cè)對稱布設(shè)在底板上，所述光軸滑臺固定在鋪粉滑臺支架上，所述步進(jìn)電機(jī)設(shè)于鋪粉滑臺支架端部，通過聯(lián)軸器與絲桿的一端連接驅(qū)動，所述絲桿另一端通過法蘭軸承座固定在鋪粉滑臺支架上，使得鋪粉粉倉可沿光軸滑臺滑動，所述底板上沿鋪粉粉倉滑動的路徑依次開設(shè)成型基板口和落粉口，所述成型基板口處設(shè)有成型基板；

所述成型基板口下方依次為成型倉和驅(qū)動倉，所述驅(qū)動倉內(nèi)設(shè)有升降機(jī)構(gòu)，所述升降機(jī)構(gòu)頂部連接成型基板的底部，驅(qū)動其升降；所述落粉口下方依次設(shè)有粉末篩選裝置和粉末收集裝置；